7、初级视觉皮层（V1）的综合解析

初级视觉皮层（V1）的综合解析

1. V1的基础特性

1.1 二维频率过滤

初级视觉皮层（V1）对视觉输入信号执行二维频率过滤，其中的神经元会联合调整至特定的方向和空间频率。在中央凹区域的简单细胞，其空间频率带宽在半振幅时为0.4个倍频程至超过2.6个倍频程，细胞数量的峰值出现在1.2 - 1.4个倍频程。简单细胞的峰值空间频率从0.5周期/度到超过16.0周期/度不等，频率调谐带宽约为1.5个倍频程。

1.2 相位选择性

空间相位是视觉系统进行特征检测的重要线索。研究表明，图像相位的随机化会破坏像素相关性，使人难以识别图像，而图像强度的随机化则无此影响。神经元对特定空间相位的调谐决定了它们所检测特征的对称性，例如线条为偶对称，边缘为奇对称。空间相位还可用于定位细胞感受野（RF）中特征在给定尺度或空间频率下的最大能量位置。

Mechler等人发现，简单细胞主要在其奇响应谐波中调节相位一致性，对奇偶对称的空间特征具有同等选择性；而大多数复杂细胞在其偶响应谐波中调节相位一致性，但在奇响应谐波中更具选择性。很少有细胞对相位不敏感，大多数细胞都调谐到相位一致性，还有一些细胞调谐到奇偶之间的中间对称性。

2. V1的计算理解

2.1 信息编码视角

从信息编码的角度来看，V1中的感受野可被视为一种高效编码的一部分，它能消除两个像素信号之间的成对或二阶相关性。V1的编码表示和视网膜的中心 - 环绕感受野在去除输入信号冗余方面都很高效。这一框架可以解释和预测V1细胞对不同特征的选择性之间的关联，例如：
- 对颜色调谐的细胞也会对较低的空间频率调谐，且通常不对方向调谐。 <